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激烈的市场竞争和用户对商品需求的不断提高促使产品更新越来越快,这就对企业的产品开发提出了更高的要求,如何在一个较短的周期内开发出低成本高质量的产品是企业提高竞争力的关键。传统的大规模生产方式已经不能适应人们的多元化和个性化的需求,大规模定制是一种崭新的生产方式,是各种现代制造模式的共同特点,利用信息技术改变传统的生产方式成为现代制造业正面临的课题。产品首先是设计出来的,大规模定制设计的理论和方法无疑是亟需研究首要课题。本文在国内外的研究基础上,重点进行以下几个方面的研究: MAS技术能够提供一种普遍的、开放的、一致的框架结构。本文将MAS技术应用到DFMC中,建立了基于MAS的DFMC设计过程功能模型,对各代理实现的功能作了详细阐述,并对基于MAS开展协同设计、并行设计作了有益的探讨。 产品建模技术是大规模定制设计的一项极为关键的技术,它随着先进制造理论的发展而不断完善。本文对产品建模的要求作了论述,详细介绍了目前常见的几种建模方法,并详细论述了面向对象的建模方法和基于STEP的建模方法。本文结合面向对象的建模和基于STEP的建模思想,应用面向产品簇设计的产品多视图表达方式,根据齿轮箱产品的特点,提出基于对象和STEP技术的减速器产品模型,它由三个基本部分表达其复杂的结构,即功能信息模型、原理信息模型、结构信息模型,达到重用已有的产品资源,实现快速响应设计。 本文采用基于规则与基于实例相结合的推理方法,给出典型的基于实例推理的专家系统解决问题的一般过程。产品簇实例库的建立是开展大规模定制设计的关键性工作,本文建立了分级多层次产品簇实例库,为实施大规模定制设计打下坚实的基础。本文重点研究大规模定制设计的产品簇匹配问题,实施二级匹配策略,先采用规则推理的方法对产品簇大类属性进行匹配,缩小匹配范围,后采用基于实例推理的方法对产品簇小类具体属性进行定量精确匹配,根据各实例与实际设计要求属性相似度大小的排序结果,匹配出出相似实例。 本文在详细论述工作流概念的基础上,引入关系型、参数化CAD的概念,应用CORBA技术和软件组件技术,提出了对现有CAD体系结构进行重构,设计出定制CAD软件新式体系结构,从而实现CAD软件按需定制,解决软件功能冗余问题。本文以直齿锥齿轮为例,给出了直齿锥齿轮的设计导航流程,提出在已经标准化了的齿轮零件库中匹配出最相似的齿轮零件是关键的步骤。本文以减速器为例,成功地实现了减速器CAD系统的定制开发,应用工作流概念,设计了一系列减速器零件设计流智能导航,大大提高了减速器设计人员的设计效率,减少了设计时间和设计成本,使减速器设计专业化、合理化、标准化。 面向人规模定制产品设计关键技术研究 本文首次提出了利用稳健性设计来进行大规模定制设计产品的性能分析与评价。本文就大规模定制设计与稳健性设计的关系作了详细论述,详细介绍了稳健性设计的基本思想,开发经典稳健性设计的参数设计、容差设计软件,与大规模定制设计模块集成在一起,组成了完整的三次设计,符合并行设计的思想。最后,本文详细给出两个案例分析。其-为大规模定制齿轮副稳健设计,依据大规模定制设计理论产品的快速配置而产生了三种方案,我们利用稳健性设计理论决策出优化方案,属于产品的整体忧化;其二为大规模定制圆柱螺旋弹簧刚度的稳健性设计,属于产品的局部优化。